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一种新型液压消能减震支座的设计研究
胡东江胡钟予马上段雨朱旭刘国光武志玮
（中国民航大学机场学院，天津300300）
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摘要：通过对现有的建筑减震支虚种类的分析，总结各减囊支座的应用情况和各自的特点，提出一种新型液压消能减震支座的设计方案。新型液压消能减震支虚由油缸、活塞以及荷载缓冲某置组成，工作时，通过弹黄的收缩活和塞运动时油缸内硅油的粘滞作用抵消外界输入的能量，达到较好的减震效果。通过对支座结构的分析，得出支座的技术待点。
关键词：消能减震；液压；支虚；荷载缓冲
1概述
近年来，随着建筑技术的提高以及人们对建筑结构性能和美观性的双重需求，钢结构特别是大跨网壳结构被广泛应用于建筑结构中。网壳结构跨度大、质量轻、造型美观的优点使其在建筑结构中的地位越来越重要，与此同时，网壳结构的减震间题也受到了越来越多的关注。在钢结构减震中，支座减震是极其重要的一种技术，所谓支座减震技术，就是通过在上部结构与下部支撑结构与基础之间设置减震囊支座，减小能量向上部的传输。目前，主要的减囊支座有类弹黄式隔震支座（橡胶隔震支座）、滑动式隔震支座以及混合式隔震支座。橡胶支座由交替放置的橡胶片和薄钢板构成，既可以承受较大的竖向荷载，又可以增大结构的震动周期，达到很好的减震效果 3。摩擦摆隔震支座工作时通过水平方向上的滑动使上部结构做单摆运动，同时支座提供的恢复力使支座能依靠其承托的重力往中心位置回复，使地震响应得到控制间。以上两种支座经过长期的发展和改进已经广泛应用于工程中，是比较成熟的减震支座。但其成熟性
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图1压减震支座示意图
所处的荷载环境进行统计分析，取荷载的平均值，支撑弹簧在平均
荷载的作用下游1/3的缩短量时，较为合适。
在一定程度上使其结构趋于固定，在短时间内较难取得进一步的发展。本文提出一种新的减震支座设计理念和方案，从新的角度进行
4.2出油阀和进润阀
减囊支座的研究。
2液压减震支座简介
液压减震支座(图1)由以下几部分组成：①活塞，②围柱形油槽，③液压缓冲装置，④钢管，5漏斗状阀门。两侧的活塞与油槽通过八个高强度且其有支撑作用的弹簧相连，在没有荷载的情况下活寒项盖位于距油槽最远的位置处。油槽内壁有卡槽用以固定活塞，防止其发生相对扭转。油槽与外侧的液压缓冲装置通过一个小孔直接相连。渡压缓冲装置由靠近油槽主体一侧的钢制管和外则的高弹性橡胶管，二者通过两个漏斗形的阀门相连。在没有荷载的情况下，油槽与外部液压缓冲装置均充满着等压的硅油。
3工作原理
初始状态下，两活塞之间距离最远，油槽与液压缓冲装置内的液压最小，且相等。当存在轴向挤压荷载的时候，两端活塞会向中间移动，使得油槽内部液压升高。由于在液压缓冲装置内存在进油阀和出油阀阻碍了内测钢管和外侧弹性橡胶管的连通，使得出油阀的小钢珠被顶开，硅油从内测流入外侧，这样通过外部橡胶管的影账作用，使得液压达到平衡状态。而当撤去外部轴向荷载时油槽内油压降低这种情况下产生的内低外高的油压差，使得出油闵团合，进油阀打开，油液回流，再次回到油压平衡的状态
当支座处于一种振动荷载的作用下时，外部的支撑弹簧会与内部的油体相互配合，使得振动产生的能量转化为液体的动能，外部弹簧的应变能，弹簧的弹性势能以及内能，从面而减少构件收到的损害。
4技术关键
4.1支撑弹簧的强度，
只有当弹贫强度处于一个合适的值时，支座才能正常使用。当弹贫强度过高时，活塞的动作强度有限，这样会使得支座的消能减震效果主要由弹簧来承担，降低了支座的整体利用率。而如果支撑弹簧的强度过低，则会导致弹簧长期处于受压状态，时间久了，会造成弹黄自身的疲，同时，弹资强度低也会导致油槽内部长期处于高压状态，两侧的缓压橡胶管也会一直处于胀状态，这会减少支座的使用寿命。综上，在确定支撑弹贫的强度的时候，应当先对支座
出油阀与进油阀的设计直接体现支座对于压差的敏感性，而对于液压差的敏感程度则反映了液压粘滞缓冲的使用效率，设计内容包括钢珠的大小，漏斗型管的直径以及固定钢珠的的钢珠弹黄的弹性模量。设计的目的则是为了保证在报动荷载的作用下出油阀和进油阀不能同时打开，所以荷载的振动频率和幅度都会对设计造成影响。如果阀门对于渡压过于授感，则在一个施压过程中，出油阀们会被打开，当载荷突然变小油压突然降低时，进油阀会被打开，出油阀门不能及时关上这会减少消能缓冲的效率。
4.3外侧橡胶管
外侧橡胶管在支座工作时通过自身的膨胀对荷载导致的过高油压进行平衡，起缓冲器的作用。对于橡胶管的设计，要保证其能够在最大和最小容油量的情况下正常工作，其次，在实际便用中，要保证在支座受平均载荷的情况下橡胶管的应变能为0，这样能够提高其使用效率和使用寿命。
5结论
相对于一般的缓冲器阻尼器，本文所介绍的支座运用了弹黄和粘滞液体两种缓冲原理。弹簧主要用以缓冲冲击，液压装置可以有效地吸收震动中的能量，通过弹簧和粘滞液体的双重作用改变上部结构的动力特性。所以在整体上的消能减震效果要优于普通的消能减囊装置，适用于小型的建筑中，且构件以承受竖向荷载为主，比如建筑项部的结构框架中，
参考文献
[1]于志伟.单层球面支座网壳减震研究[D]哈尔滨：哈尔滨工业大学，2007.
[2]龚健，周云.摩擦摆隔震技术研究和应用的回顾与前瞻(1)
一座
撑摆隔震支座的奠型与性能[].工程抗震与加固改造，2010,32(3):1-[3刘券.拱支网壳结构消能减囊和隔震分析[D].保定河北农业大学，2012.
[4]郑文博，吴文彪.减震橡胶支座的技术改进[J]橡胶工业,2001,48(12):728730
基金情况：中国民航大学国家级大学生创新创业项日（编号：201510059022)；中国民航大学教育教学研究课题资助(CAUC-ETRN-201542)。